電子図鑑のための小生物の三次元形状計測手法の開発

电子绘本小生物三维形状测量方法的研制

• 批准号: 17700194
• 负责人: 眞鍋 佳嗣
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700194/
• 关键词: 円筒鏡; 魚眼レンズ; ステレオ計測; 全周形状計測; 電子図鑑

本研究では,専門家だけではなく素人でも簡単に利用できる,昆虫など小生物の形と動きを計測するための1〜2台のカメラと計測ステージおよび処理を行うコンピュータの組み合わせで,可搬可能なシステムを構築することを目指すものである.特に,内側を鏡にした円筒を魚眼レンズにより上下から観測し,ステレオ計測により三次元形状を計測する方法について,シミュレーションおよび計測装置を試作し検討を行った.平成17年度は,シミュレーションならびに試作に重点を置いて研究を行い,本提案システムにより三次元形状計測が可能であることを確認した.さらに平成18年度においては,まず計測精度向上のために,ステレオマッチング手法の検討を行った.その結果,SSDを用いたブロックマッチングによる対応点探索よりもDPマッチングを用いた探索の方が精度が良くなることが分かった.また,カメラと円筒鏡の位置関係をこれまでは理想的な配置になっていると仮定して,シミュレーションならびに試作システムでの実験を行っていたが,実際にシステムを使う場合,カメラと円筒鏡の位置関係を正確にキャリブレーションする必要がある.そのため,円筒鏡の底面に同心円を用いたパターンを配置し,観測される画像からキャリブレーションを行う手法の検討を行い,カメラの傾きや円筒鏡の中心とカメラの光軸のずれを補正できることが分かった.さらに,試作システムに光源システムとしてリングライトを取り付け,効率よく対象物体の細部まで計測が可能になった.

在这项研究中，我们旨在使用一个或两个摄像机组合构建便携式系统，以测量昆虫等小生物的形状和运动，专家以及业余爱好者可以轻松地使用该系统，以及执行测量阶段和处理的计算机。特别是，我们通过使用鱼眼镜头观察带有镜子内部和下面的镜子，并使用立体测量测量的三维形状来观察圆柱体，并通过观察一个镜子，对三维形状进行了原型仿真和测量装置。在2005年，研究重点是仿真和原型，并确认可以使用该建议的系统来测量三维形状。此外，在2006年，首先检查了立体声匹配方法以提高测量精度。结果，我们使用了SSD。发现使用DP匹配搜索比使用块匹配搜索相应的点更准确。此外，尽管使用原型系统进行了模拟和实验，但假设相机与圆柱形镜之间的位置关系是理想地布置的，但是在使用系统时，有必要准确地校准相机与圆柱形镜之间的位置关系。因此，检查了一种使用同心圆在圆柱镜的底部放置图案并检查观察到的图像的方法，并发现可以校正摄像机倾斜和圆柱镜中心的偏差和摄像机的光轴的偏差。此外，将环灯连接到原型系统上作为灯源系统，从而有可能有效地测量目标对象的详细信息。

项目成果

Whole Shape Measurement System Using a Single Camera and a Cylindrical Mirror

• DOI: 10.1109/icpr.2006.1189
• 发表时间: 2006-08
• 期刊: 18th International Conference on Pattern Recognition (ICPR'06)
• 作者: Yuuki Uranishi;M. Naganawa;Y. Yasumuro;M. Imura;Y. Manabe;K. Chihara

円筒鏡を用いた三次元形状計測システム

使用柱面镜的三维形状测量系统

• 发表时间: 2006
• 期刊: 情報処埋学会論文誌 : コンピュータビジョンとイメージメディア VO1. 47, No. SIG 10(CVIM 15)
• 作者: 井上光平;他;H.Ben-Amor;D.Matsui;Heni Ben=Amor;港隆史;池本周平;松井大輔;港隆史;Daisuke Matsui;浦西友樹
• 通讯作者: 浦西友樹

Three-Dimensional Measurement System Using a Cylindrical Mirror

使用柱面镜的三维测量系统

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.of 14th Scandinavian Conference on Image Analysis
• 作者: 藤原;伊藤;荒木;甲斐;小西;伊東;浦西友樹;Yuuki Uranishi
• 通讯作者: Yuuki Uranishi

円筒鏡を用いた単眼全周形状計測システム

使用柱面镜的单目全方位形状测量系统

• 发表时间: 2006
• 期刊: 画像の認識・理解シンポジウム2006論文集
• 作者: 井上光平;他;H.Ben-Amor;D.Matsui;Heni Ben=Amor;港隆史;池本周平;松井大輔;港隆史;Daisuke Matsui;浦西友樹;Yuuki Uranishi;浦西友樹
• 通讯作者: 浦西友樹

3D Imaging System for Visualizing and Monitoring Patients

用于可视化和监测患者的 3D 成像系统

• 发表时间: 2005
• 期刊: 127th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 7.4.3-10(CD-ROM)
• 作者: 藤原;伊藤;荒木;甲斐;小西;伊東;浦西友樹;Yuuki Uranishi;浦西友樹;Mika Naganawa
• 通讯作者: Mika Naganawa